專利名稱：磁共振信號的傳輸方法及相應的接收裝置和磁共振設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于從磁共振接收天線向處理裝置傳輸磁共振信號的傳輸方法。本發(fā)明還涉及一種適于實施該方法的磁共振信號的接收裝置以及相應的磁共振設備。
背景技術：
由于可達到的信噪比，對磁共振設備具有優(yōu)點的是采用所謂本地線圈或表面線圈。這類線圈一般通過電纜與處理裝置連接。但是該電纜和所需的插塞接點限制了操作友好性，也限制了表面線圈和相應的信號傳輸的可靠性。
已公知的還有，將接收的磁共振信號轉換為另一種頻率，并無線地傳送到處理裝置。為此，在現有技術中，還需要輔助能量源(例如電池或蓄電池)和高頻振蕩器。
相關地，可以舉出DE4126537A1。在該文獻中，公開了一種從磁共振接收天線向處理裝置傳輸磁共振信號的傳輸方法，其中輔助能量由具有輔助頻率的輔助發(fā)射天線發(fā)射出去，其中，一部分輔助能量由輔助接收天線接收。該輔助信號(或該輔助信號的被接收部分)與由磁共振接收天線接收的磁共振信號被混合為具有混合頻率的混合信號，該混合頻率等于磁共振頻率和輔助頻率的和。該混合信號由具有混合頻率的混合信號發(fā)射天線發(fā)射出去。該混合信號的一部分由混合信號接收天線接收，并傳送到處理裝置。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種磁共振信號的傳輸方法以及相應的裝置，借助它們，可以將磁共振信號無線傳送到處理裝置而無需設置與該接收裝置對應的能量源和振蕩器。
對于傳輸方法的技術問題是通過以下方式解決的，即，
-用具有磁共振頻率的磁共振接收天線接收磁共振信號，并傳送到非線性電抗；-將輔助能量用具有至少一個輔助頻率的輔助發(fā)射天線發(fā)射出去；-由輔助接收天線接收一部分輔助能量，并以該輔助頻率傳送到非線性電抗；-由非線性電抗將傳送給它的輔助能量和傳送給它的磁共振信號混合成具有混合頻率的混合信號，該混合頻率等于磁共振頻率和輔助頻率的和，并將該混合信號傳送到混合信號發(fā)射天線。
-由混合信號發(fā)射天線至少將該混合信號發(fā)射出去；-由混合信號接收天線接收至少一部分混合信號，并傳送到處理裝置。
與此相應地，對于磁共振信號的接收裝置的技術問題是通過以下方式解決的，即，-接收裝置具有一個由非線性電抗和磁共振接收天線組成的混合裝置、一個輔助接收天線和一個混合信號發(fā)射天線；-借助該磁共振接收天線可以接收具有磁共振頻率的磁共振信號，并將其傳送到非線性電抗；-借助該輔助接收天線可以接收具有至少一個輔助頻率的輔助能量，并可以利用該輔助頻率將該輔助能量傳送到非線性電抗；-該非線性電抗可以將傳送給它的輔助能量和傳送給它的磁共振信號混合為具有混合頻率的混合信號，該混合頻率等于磁共振頻率與輔助頻率的和，并可以將該混合信號傳送到混合信號發(fā)射天線。
-借助該混合信號發(fā)射天線，可以至少傳送該混合信號。
對于磁共振設備的技術問題是通過以下方式解決的，即，-該磁共振設備具有至少一個輔助發(fā)射天線，借助該天線至少可以用一種輔助頻率發(fā)射輔助能量；-該磁共振設備具有至少一個上述接收裝置；-該磁共振設備具有至少一個混合信號接收天線，由它接收至少一部分混合信號；-該磁共振設備具有一個處理裝置，由混合信號接收天線接收的部分混合信號可以傳送到該處理裝置，并借助該裝置可以對磁共振信號進行處理。
如果該非線性電抗產生具有附加頻率的附加信號，其中該附加頻率等于輔助頻率與磁共振頻率的差，并且該附加信號被傳送到以附加頻率共振的吸收回路，則在混合頻率時會反射更多的能量。在此，該吸收回路可以與例如非線性電抗并聯(lián)。
輔助頻率與磁共振頻率的差越大，由混合信號發(fā)射天線發(fā)射的能量就越大。因此，優(yōu)選的是輔助頻率顯著高于磁共振頻率。特別是，輔助頻率應當至少是磁共振頻率的三倍，較好的是至少五倍。優(yōu)選的是，該值在磁共振頻率的10倍和15倍之間。
如果檢測裝置僅以由輔助接收天線接收的輔助能量將磁共振接收天線調諧到磁共振頻率，則根據是否將測量對象激勵為磁共振或是否測量已被激勵的磁共振，可以通過以下方式改變共振特性，即，在激勵磁共振期間不傳輸輔助能量。這種做法尤其是在以下情況中特別可靠，即，如果磁共振設備也具有可以用磁共振頻率發(fā)射磁共振激勵信號的磁共振發(fā)射天線，并且該磁共振發(fā)射天線和輔助發(fā)射天線相互閉鎖。
優(yōu)選的是，將磁共振接收天線、輔助接收天線和混合信號發(fā)射天線設計為并聯(lián)振蕩回路，并相互串聯(lián)，或者設計為串聯(lián)振蕩回路，并相互并聯(lián)。但是也可以設計為其它結構。
優(yōu)選的是，非線性電抗與天線的串聯(lián)電路或并聯(lián)電路并聯(lián)。特別是可以將它設計為可變電抗器，也就是電容二極管。


下面通過結合附圖描述實施方式來說明其它優(yōu)點和細節(jié)。其中示出了原理圖圖1是磁共振設備的示意圖；圖2和圖3是接收裝置；圖4是兩個相互閉鎖的發(fā)射天線；圖5是另一個磁共振設備的示意圖。
具體實施例方式
根據圖1和圖2，磁共振設備具有控制和處理裝置1。除其它之外，該控制和處理裝置1控制磁共振發(fā)射天線2，從而使得該天線以磁共振頻率f發(fā)射磁共振激勵信號?；谠摯殴舱窦钚盘?，將檢查對象3(例如人)激勵到磁共振。
在將檢查對象3激勵到磁共振之后，由接收裝置5的磁共振接收天線4接收磁共振信號。所接收的磁共振信號同樣具有磁共振頻率f。所接收的磁共振信號由磁共振接收天線4未經改變地，特別是未放大地傳送到非線性電抗10。
磁共振天線還具有輔助發(fā)射天線7。借助輔助發(fā)射天線7，以輔助頻率f’將輔助能量發(fā)射出去。一部分由輔助發(fā)射天線7發(fā)射的輔助能量由輔助接收天線8接收，并同樣未經改變地，特別是未放大地傳送到非線性電抗10。優(yōu)選的是輔助發(fā)射天線7和輔助接收天線8以輔助頻率f’共振。
輔助頻率f’顯著大于磁共振頻率f。輔助頻率甚至是磁共振頻率f的幾倍。輔助頻率應當至少是磁共振頻率f的5倍，但絕不能低于3倍。在實踐中，重要的是，該值在磁共振頻率f的10倍到15倍之間。
根據圖2，磁共振接收天線4和輔助接收天線8以及混合頻率發(fā)射天線9設計為并聯(lián)振蕩回路，并相互串聯(lián)。根據圖3，磁共振接收天線4和輔助接收天線8以及混合頻率發(fā)射天線9設計為串聯(lián)振蕩回路，并相互并聯(lián)。
非線性電抗10與三個天線4、8和9的串聯(lián)電路或并聯(lián)電路并聯(lián)。根據圖2和圖3，將其設計為可變電抗器10。非線性電抗10將傳送給它的輔助能量部分和傳送給它的磁共振信號混合成具有混合頻率f+的混合信號。在此，混合頻率f+等于磁共振頻率f和輔助頻率f’之和。接收裝置5因此設計為電抗-升壓混頻器或參數化的放大器。
在混合輔助能量和磁共振信號時，非線性電抗10也產生具有附加頻率f-的附加信號。附加頻率f-等于輔助頻率f’與磁共振頻率f之差。該附加信號被傳送到吸收回路11。吸收回路11以附加頻率f-共振。該回路被設計為串聯(lián)振蕩回路，并與非線性電抗10并聯(lián)。但也可以如圖2和圖3所示的那樣將其設計為并聯(lián)振蕩回路并與非線性電抗10串聯(lián)。
混合信號被傳送到混合信號發(fā)射天線9，并由混合信號發(fā)射天線9未經改變的，特別是未放大的發(fā)射出去。因此優(yōu)選的是，混合信號發(fā)射天線9以混合頻率f+共振。發(fā)射的一部分混合信號由混合信號接收天線12接收，并被傳送到控制和處理裝置1。然后，控制和處理裝置可以根據該混合信號重新產生磁共振信號，并對其進行處理。
根據圖2和圖3，磁共振接收天線4具有電容13，其值例如可以通過開關14進行控制。在此，開關14由與輔助接收天線8耦合的探測器裝置15控制。
借助探測器裝置15，可以探測輔助能量是否已由輔助接收天線8接收。如果已接收，則探測器裝置15這樣調諧磁共振接收天線4，即，使其以磁共振頻率f共振。相反，如果探測器裝置15沒有探測到已接收輔助能量，則這樣調諧磁共振接收天線4，即，使其在磁共振頻率f時不共振。
根據圖4，在磁共振發(fā)射天線2和輔助發(fā)射天線7之間設置阻塞元件16。標準的二進制控制信號S被直接傳送到設置在磁共振發(fā)射天線2之前的阻塞元件16。相反，該控制信號S通過“非”元件17被傳送到設置在輔助發(fā)射天線7之前的阻塞元件16。由此，磁共振發(fā)射天線2和輔助發(fā)射天線7被強制地相互閉鎖。因此，在任意時刻最多只能由其中一個發(fā)射信號。
基于磁共振發(fā)射天線2和輔助發(fā)射天線7的相互閉鎖，如果磁共振發(fā)射天線2不發(fā)射磁共振激勵信號，則探測裝置15才將磁共振接收天線4調諧到磁共振頻率。由此，可以保護接收裝置5和磁共振接收天線4免于受損。也通過這種方式保護檢查對象3。
接收裝置5沒有自己的能量源。因此對接收裝置5的能量供應只通過輔助接收天線8。盡管如此，根據本發(fā)明，可以通過簡單的方式將本地接收的磁共振信號無線傳送到控制和處理裝置1。由于輔助發(fā)射天線7和輔助接收天線8之間的距離以及混合信號發(fā)射天線9和混合信號接收天線12之間的距離相對很小，因此上述無線傳送磁共振信號就特別可能。一般該距離明確小于1米。
綜上所述，磁共振裝置具有唯一的接收裝置5、唯一的輔助發(fā)射天線7和唯一的磁共振接收天線12。當然，如果這樣選擇輔助頻率f’以及由輔助頻率f’和磁共振頻率f導出的混合頻率f+，即，輔助頻率f’和混合信號頻率f+不互相影響，則還可以設置多個這類元件。
根據圖5，甚至還可以通過唯一的寬帶輔助發(fā)射天線7發(fā)射具有多個互不相同的輔助頻率f’1、f’2和f’3的輔助信號。該輔助信號可以由唯一的寬帶輔助接收天線8接收，并通過輸入濾波器回路6傳送到混合裝置18。將輸入濾波器回路6各調諧到輔助頻率f’1、f’2和f’3之一。
混合裝置18各具有一個在磁共振頻率f共振的磁共振接收天線4。它還各具有一個非線性電抗10，該電抗優(yōu)選地設置為可變電抗器10?；旌涎b置18還可以具有在相應附加頻率f1、f-2和f-3共振的吸收回路11。圖5中，為清楚起見沒有示出吸收回路11。
由非線性電抗10產生的混合信號還具有相應的和頻率f+1、f+2和f+3。通過輸出濾波器回路6’，將該混合信號傳送到混合信號發(fā)射天線9，并由它將混合信號發(fā)射出去。將輸出濾波器回路6′各調諧到混合頻率f+1、f+2和f+3之一。
由混合信號天線9發(fā)射的混合信號可以由寬帶的混合信號接收天線12接收，并通過頻率濾波器19分配到各處理裝置中。
也就是說，借助圖5的裝置，也可以方便地傳送由線圈陣列接收的磁共振信號。
權利要求
1.一種將磁共振信號從磁共振接收天線(4)傳輸到處理裝置(1)的傳輸方法，-其中，用具有磁共振頻率(f)的磁共振接收天線(4)接收該磁共振信號，并傳送到一個非線性電抗(10)；-其中，將輔助能量用一個具有至少一個輔助頻率(f’)的輔助發(fā)射天線(7)發(fā)射出去；-其中，由一個輔助接收天線(8)接收一部分輔助能量，并以該輔助頻率(f’)傳送到所述非線性電抗(10)；-其中，由所述非線性電抗(10)將傳送給它的輔助能量和傳送給它的磁共振信號混合成具有混合頻率(f+)的混合信號，該混合頻率(f+)等于磁共振頻率(f)和輔助頻率(f’)的和，并將該混合信號傳送到一個混合信號發(fā)射天線(9)。-其中，由所述混合信號發(fā)射天線(9)至少將所述混合信號發(fā)射出去；-其中，由一個混合信號接收天線(12)接收至少一部分混合信號，并傳送到處理裝置(1)。
2.根據權利要求1所述的傳輸方法，其特征在于，所述非線性電抗(10)也產生一個具有附加頻率(f-)的附加信號，該附加頻率(f-)等于所述輔助頻率(f’)與所述磁共振頻率(f)的差，并且該附加信號被傳送到一個以附加頻率(f-)共振的吸收回路(11)。
3.根據權利要求1或2所述的傳輸方法，其特征在于，所述輔助頻率(f’)顯著高于所述磁共振頻率(f)。
4.根據權利要求1、2或3所述的傳輸方法，其特征在于，由一個探測裝置(15)僅以所述輔助接收天線(8)接收的輔助能量將所述磁共振接收天線(4)調諧到所述磁共振頻率(f)。
5.一種用于磁共振信號的接收裝置，具有至少一個由非線性電抗(10)和一個磁共振接收天線(4)組成的混合裝置(18)、一個輔助接收天線(8)和一個混合信號發(fā)射天線(9)，-其中，借助所述磁共振接收天線(4)，可以接收具有磁共振頻率(f)的磁共振信號，并可以將其傳送到非線性電抗(10)；-其中，借助所述輔助接收天線(8)，可以接收具有至少一個輔助頻率(f’)的輔助能量，并可以利用該輔助頻率(f’)將該輔助能量傳送到非線性電抗(10)；-其中，所述非線性電抗(10)可以將傳送給它的輔助能量和傳送給它的磁共振信號混合為具有混合頻率(f+)的混合信號，該混合頻率等于磁共振頻率(f)與輔助頻率(f’)的和，并可以將該混合信號傳送到所述混合信號發(fā)射天線(9)。-其中，借助該混合信號發(fā)射天線(9)，可以至少傳送該混合信號。
6.根據權利要求5所述的接收裝置，其特征在于，所述磁共振接收天線(4)、所述輔助接收天線(8)和所述混合信號發(fā)射天線(9)設計為并聯(lián)振蕩回路(4，8，9)，并相互串聯(lián)。
7.根據權利要求5所述的接收裝置，其特征在于，所述磁共振接收天線(4)、所述輔助接收天線(8)和所述混合信號發(fā)射天線(9)設計為串聯(lián)振蕩回路(4，8，9)，并相互并聯(lián)。
8.根據權利要求6或7所述的接收裝置，其特征在于，所述非線性電抗(10)與所述天線的串聯(lián)電路或并聯(lián)電路(4，8，9)并聯(lián)。
9.根據權利要求5至8中任一項所述的接收裝置，其特征在于，所述混合裝置(18)具有一個以所述輔助頻率(f’)和所述磁共振頻率(f)之差共振的吸收回路(11)。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的接收裝置，其特征在于，所述非線性電抗(10)設計為可變電抗器(10)。
11.根據權利要求5至10中任一項所述的接收裝置，其特征在于，所述輔助頻率(f’)顯著高于所述磁共振頻率(f)。
12.根據權利要求5至11中任一項所述的接收裝置，其特征在于，所述輔助接收天線(8)與一個探測裝置(15)耦合，借助該探測裝置(15)，在探測由所述輔助接收天線(8)接收的輔助能量時這樣調諧所述磁共振接收天線(4)，使得其以磁共振頻率(f)共振。
13.一種磁共振設備，-具有至少一個輔助發(fā)射天線(7)，借助該天線(7)至少可以用一種輔助頻率(f’)發(fā)射輔助能量；-具有至少一個根據權利要求5至11中任一項所述的接收裝置(5)；-具有至少一個混合信號接收天線(12)，由其可以接收至少一部分混合信號；-具有一個處理裝置(1)，由混合信號接收天線(12)接收的部分混合信號可以傳送到該處理裝置(1)，并可以借助該裝置對磁共振信號進行處理。
14.根據權利要求13所述的磁共振裝置，其特征在于，所述磁共振設備具有一個可以用磁共振頻率(f)發(fā)射磁共振激勵信號的磁共振發(fā)射天線(2)，并且該磁共振發(fā)射天線(2)和所述輔助發(fā)射天線(7)相互閉鎖。
全文摘要
將由磁共振接收天線(4)接收的磁共振信號和由輔助接收天線(8)接收的輔助能量傳送到非線性電抗(10)。該輔助能量由輔助發(fā)射天線(7)發(fā)射出去。非線性電抗(10)將輔助能量和磁共振信號混合為具有和頻率(f+)的混合信號，并傳送到混合信號發(fā)射天線。該混合信號發(fā)射天線將混合信號以混合頻率(f+)發(fā)射出去?；旌闲盘柦邮仗炀€(12)接收該混合信號，并將其傳送到處理裝置(1)。
文檔編號G01R33/36GK1455265SQ0312309
公開日2003年11月12日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權日2002年5月2日
發(fā)明者奧利弗·海德, 馬庫斯·維斯特 申請人:西門子公司